芋の独り言

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もう少しウイルス virusについて

※間違いがあると思われますので,その際はご指摘ください.

kusoimox.hatenablog.jp の補足的な記事です. ”いらすとや”のイラストでイメージしてみるとこんな感じ?ってな記事です. 間違いやもっと適切なイメージ図があればご指摘お願いします.

とはいったものの,ワクチンやウイルスのエンベロープと侵入経路の関連性について,あまり理解できなかった. 現時点での私にはコレが限界です... ワクチンに関しては分類法が人によって違うみたいだし, 分かりやすくまとめて解説したサイトはないものだろうか?

細胞

我々生命を構成する一の存在なわけですが, 単細胞生物においては,細胞は一軒家のイメージ 家・建物のイラスト「1階建て一軒家」 多細胞生物においては,”はたらく細胞”のようにマンションの一室で,擬人化されている部分は細胞内をコントロールしているタンパク質とかですかね~ マンションのイラスト(建物)
細胞という家は”タンパク質(蛋白質) protein”という材料でできています. 家の中の家具や部屋,そこに住んで在宅勤務している人(擬人化したもの,酵素とか)もタンパク質などでできています.

家の外壁が細胞膜です.植物細胞では外壁が二重になっており,細胞膜の外側に細胞壁という外壁があります. 寒冷な地域では二重窓ですが,植物細胞はちょうどそんな感じのイメージでしょう.

細胞は”家”であるので,ドアや窓といった出入口があります. 各部屋にもドアがついています. この出入口もタンパク質(膜タンパク)でできています. この出入口には鍵穴があり, 鍵がないと入れません. この鍵穴が受容体(レセプター<=もちろんタンパク質からできている)というものです.

細胞という家には複数の部屋があり, ”ミトコンドリア”(外来の菌由来)という部屋はエネルギーを供給する部屋といえるでしょう.

細胞に出入りするのはタンパク質やホルモンといった化学物質が主です. こいつらは固有の鍵を持っていて,鍵穴に一致する細胞や細胞の部屋に入って, 仕事をします. 仕事の例えとしては特定のタンパク質を作る命令をだしたりです. ウイルスはその表面の突起が鍵の役割を担ったりして,細胞内に侵入したりします.

また,脳や脊髄を構成する神経細胞も基本は同じです. インターネット回線が使えるハイテクな家というイメージかなぁと思います. ただ,一度ぶっ壊れると新たに建築されない家(再生しない細胞)という欠点があります.

免疫細胞

はたらく細胞”が最も分かりやすく適切だと思いますが, 私なりに”いらすとや”のイラストで例えてみます.

自然免疫系

好中球

色々種類がありますが,とりあえず敵は喰ってしまう(食作用)みたいなフードファイターのイメージ感じ. フードファイターのイラスト(男性)

マクロファージ

中々いいのがないな...食作用で敵も倒すが,リンパ球への抗原提示もするってことで, アンテナを常に張ってる人みたいな...?
バスケでいうFかな?自らガンガンドライブで切り込んでシュートしたり,味方へのアシストパスもできる感じ? アンテナを張る人のイラスト(男性)

樹状細胞

自然免疫系から病原体を渡され,そのデータを適応免疫系に渡すオペレータ的なイメージかな?
バスケでいうリバウンダー,PFになるかな? テレフォン・オペレーターのイラスト

適応免疫系

ヘルパーT細胞

B細胞やT細胞という部下に現場で指示する(B細胞やキラーT細胞を活性化させる)監督みたいなイメージ. 部下を制御するT細胞は制御性T細胞という.
バスケでいうPGみたいな感じかな. 現場監督のイラスト 指差し確認のイラスト(女性会社員)

指令を受けて現場で戦うリンパ球

こいつらは標的と戦った際に,一部が記憶細胞として残ります(免疫記憶). 戦った敵のデータを記憶する役がいるわけです. 記憶細胞は戦いはしませんが,同じ敵が現れた際に即時に戦闘要員を敵に合わせて武装させて出動させることができます(二次応答).

B細胞:体液性免疫=外敵との戦闘

病原体をターゲット(抗原)とし銃をぷっぱなして倒すイメージ. 銃から抗体という弾を抗原にぶち当てる(抗原体反応)わけです. 拳銃を構える警察官のイラスト(男性)

キラーT細胞:細胞性免疫=内的との戦闘

崩壊しかけている家を壊す(感染細胞を破壊)イメージ. もしくは敵(感染細胞)を倒すボクシングのイメージかな. シャドーボクシングのイラスト

ワクチン

事前に細菌・ウイルスの記憶細胞を作っておくことを目的にしたもの. 仮想の敵を作って体内に注入し,リンパ球に練習試合として戦わせることで, リンパ球たちが作戦を立ててくれるみたいな感じですね~ ”SLAM DUNK”で山王が仮想湘北としてOBと練習試合したり,ビデオを見て湘北を研究してましたよね. ワクチンっていうのはそういうことかと思います. パブリックビューイングのイラスト

ワクチンにはアジュバンドという物質が添加されており, これは免疫細胞が抗体を獲得しやすくするものです. お助け役ってことですね. また,ワクチンの劣化を防いだりするのに他にも物質が添加されています.

そんでもって,ワクチンを注射することを予防接種といって,メチャ大事なわけですが,

副作用が出る人(何かしらの疾患持ち)は医師の相談の元に予防接種するかどうか決めてください. 予防注射を受ける人のイラスト

生ワクチン

対象の抗原よりも弱くした奴や似てる奴を注入するのが生ワクチン. スライムのイラスト(キャラクター)

不活化ワクチン

対象の抗原の死んでる状態や抗原の一部分を注入するのが不活化ワクチン. 一部分として抗原の出す毒素を無毒化したものを注入するのをトキソイド,抗原の一部分を注入するのをコンポーネントワクチンといいます. 砂漠の骨のイラスト

仮想の敵を細胞内でシミュレート

細胞内に抗原となる細菌やウイルスそのものを注入するのではなく, 抗原となる細菌やウイルスの情報(核酸)を渡すことで抗体を作らせるワクチン. 核酸は細胞ならびに細菌やウイルスの素となるタンパク質を作るための設計書. ワクチンとして細胞に渡す抗原の設計書にはテンプレがあって,それがプラスミド(環状のDNA)というものです. テンプレ(プラスミド)に抗原の情報(DNA)を書き込んだものを様々な方法で細胞に渡します. 設計書のイラスト 細菌やウイルスの情報(核酸)を渡された細胞内では, その情報=設計図に従って細胞内にある材料(アミノ酸)を使ってタンパク質が作られます. 下のイラストはアルミホイルを材料に玉を作ってますが, 細胞内の一室ではアミノ酸をこねくりまわしてタンパク質を作ります. アルミホイル玉を作る人のイラスト 作られたタンパク質は細胞外へ出され,それを抗原として免疫細胞が認識して抗体をつくるというわけです. ここら辺が適切かどうか怪しいのですが... ざっくりとはそういう仕組みかと思います. 作られたタンパク質が毒性を持ったりウイルスになることはないようです.

免疫細胞が練習試合をするというよりは, 対戦相手のビデオを見てシミュレートし対策を練るイメージですかね.

ベクターワクチン

ある情報を細胞内に運ばせるウイルスを(ウイルス)ベクターといいます. 情報としては特定のDNA(ワクチンにおいては抗原となる細菌やウイルスの核酸)で,運び屋となるウイルスのDNAに目的のDNAを入れる. 以下のイラストの運送屋の兄ちゃんがウイルスベクターっというわけです. 荷物の受け渡しのイラスト 細胞にどう届けるのかと言うと,ウイルスベクターが細胞に感染することで細胞内に情報をばらまきます. 感染については以下のウイルスの項を見てください.

箱の中にはDNA,つまり設計書が入っていて,もらった側(細胞)は設計書を見ながら タンパク質を作っていきます.


バーク先生とウィルスベクター

DNAワクチン(ゲノムワクチン)

従来のワクチンやベクターワクチンのように運送屋の兄ちゃんがいたり,細菌やウイルスの情報が詰め込まれたでっかい箱を住人(細胞)に渡すのではなく,細胞のポストにサッと数枚の紙を入れるような感じで, 直接敵の情報(DNA)を細胞内に放り込んじゃうのがDNAワクチン. 今までのように包装をぎちっとやったり(弱毒化させたウイルスを作ったり~),運び手がいらないので(ウイルスベクターを作ったりしなくていい), 作りやすいということなのだろうと思います. ポスティングのイラスト(男性)

細菌

原始的な生命なので,基本は細胞なので”一軒家”・”戸建て”のイメージであると思いますが, 多細胞生物に侵入・寄生するという点を考えると, ”キャンピングカー”のイメージかなぁと思います. ”車”でもいいんですけど,多機能っていうところで”キャンピングカー”を挙げてみました. キャンピングカーのイラスト 細菌にとって良いキャンプ場やマンションがあれば,寄生したり攻撃するといった感じでしょう. 家の解体・建替えのイラスト

ウイルス

ウイルスは我々にとっては泥棒みたいなですね~ 細胞内のシステムを乗っ取ろう・こっそり使ってやろうと考える泥棒です. ちなみに,服が”カプシド”で,細胞に侵入した際に服を脱ぎ棄て細胞のシステムをハックするイメージだと思います.
核酸はウイルスのコアで,これを使って増殖するわけですが, う~ん,何に例えれば... コアという点でいえば心臓や脳といえそうですが, イメージ的には露出狂が服(コートかな?)をバッと脱いだときに異臭とかがぶわーっと出ると思いますが, そのぶわーと拡散する異臭のようなイメージの方が合ってる気がします. 忍び足の泥棒のイラスト

勘違いかもしれないが,異なるウイルス同士で情報(核酸)を交換することで変異するということがあったような... より驚異的なウイルスの誕生や元々異なる種へ感染するウイルスがヒト種などに感染するようになるのはこのことが原因. コロナウイルスの遺伝子操作実験とSARS は古めの記事だが, これが以上の根拠になるだろうか?

交換をする人のイラスト(棒人間)

あと,ウイルスが苦手なのは高湿度の環境. これは細菌も同じだと思うけど. 温度はあんまり関係ないのでは?っと思うんですけどどこにソースあるかな?

ウイルスは通常のセントラルドグマ(DNA→RNA→タンパク質)から逸脱した存在です. おそらく,そういうこともあって,ウイルスは人工的なものなんじゃぁないかという噂もあります. 最近”鋼の錬金術師”を見たので, ウイルスは”細菌”といった原始的な生命を どっかの名もなきマッドサイエンティストが錬成しようとしてできた失敗作, つまりキメラやホムンクルス的な存在なのかも? という根拠のない推測をしたり...

エンベロープウイルス

防具をつけてる人みたいなイメージかと思います. ただし,この防具はアルコールをかけると消えちゃいます. 銃剣道のイラスト

ノンエンベロープウイルス

防具をつけてない人のイメージ. ただし,アルコールがあまり効きません. 戦う原始人のイラスト

ウイルスの侵入経路

細胞膜と結合し,侵入する系

ウイルスが酵素で細胞膜を溶かしたりして細胞に侵入したり,核酸を注入するパターン. バクテリオファージとか. S(スパイク)タンパクというので細胞表面に自身を固定します. 窓を割って入ってくる泥棒のイラスト

エンドサイトーシスによる侵入系

受容体と結合することで細胞内に飲み込まれる形で侵入するパターン. ピッキングをする空き巣のイラスト

コロナウイルスにおいては,エンベロープの突起部分である S(スパイク)タンパクというのがピッキングの道具で,それでもって細胞のドアを開けて細胞内に侵入するわけです.

プロテアーゼという酵素があり, これはタンパク質を分解するもので,リソソームといった細胞内の分解工場で使用済みタンパク質の解体といったことに使われます. また,好中球といった食作用を行う免疫細胞も同様の仕組み,つまりプロテアーゼなどの酵素によって侵入者をバラバラにします.

このプロテアーゼの数種類がコロナウイルスのSタンパクを活性化させて別の侵入経路から細胞に侵入できるようになったりするとのこと.
コロナウイルスの細胞侵入機構 :内容はよう分らんすけど,図3は参考になるな~

参考?

途中でリンクを載せたものは除きます. 参考というには私の理解力が足りてない気がします... なので以下を読んで,指摘をしていただければ...